宁夏枸杞（Lycium barbarumL.）和黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）是枸杞属中两种重要的名贵中药材，宁夏枸杞果实中富含类胡萝卜素，而黑果枸杞果实中富含花青素，是中药药效的重要物质基础。宁夏枸杞叶片中同样含有丰富的营养物质，现在正越来越多地被当做营养保健茶和保健蔬菜食用。两种枸杞还是我国西北地区优良的抗逆植物，它们在极度干旱和盐碱的土壤中生长良好，具有重要的生态效应。鉴于上述两种枸杞的重要价值，我们从以下两方面对其进行研究。　　1.宁夏枸杞和黑果枸杞中VIGS技术的应用　　病毒诱导的基因沉默(VIGS)是植物中一种重要的基因沉默技术。由于其自身的优势，在非模式植物或较难实现稳定遗传转化植物的基因功能研究中，该技术具有较好的应用前景。作为茄科中的木本植物，宁夏枸杞和黑果枸杞的生长周期较长，并且遗传转化难以施行。本研究在枸杞幼苗中实现了VIGS技术的成功应用，但由于果肉薄果实小等原因未能成功实现果实中VIGS的应用。　　本研究采用了通用的烟草脆裂病毒(TRV)来诱导枸杞中基因的沉默。PDS和ChlH被选作标记基因并得到了全长或部分片段的克隆。在携带标记基因片段的TRV侵染植株2-3周后，宁夏枸杞和黑果枸杞幼苗均呈现出了明显的基因沉默表型。RT-PCR验证了植物叶片中标记基因的沉默。通过比较叶片注射、浇灌、真空压缩等多种侵染方法，发现叶片注射法不适用于两种枸杞的侵染，浇灌法侵染的基因沉默效率也非常低。在宁夏枸杞和黑果枸杞幼苗的VIGS实验中，真空侵染法（幼苗真空侵染或种芽真空侵染）是目前所知最佳的侵染方法。　　2.宁夏枸杞和黑果枸杞果实中类胡萝卜素差异积累的调控机制　　宁夏枸杞成熟果实中积累了大量的玉米黄素，而黑果枸杞果实中主要色素是花青素。两种枸杞果实特异性地积累了不同的色素物质，但是对于这种物种特异性的色素积累机制知之甚少。本研究从化学成分分析、果实中细胞器的发育、基因表达和基因功能研究等多层面揭示了宁夏枸杞和黑果枸杞果实中类胡萝卜素差异性积累的内在机理。　　2.1、宁夏枸杞和黑果枸杞果实中类胡萝卜素积累趋势的差异　　通过对两种枸杞果实发育过程中类胡萝卜素的成分及含量测定，发现两者相似的是，发育早期的青果中都含有一定量的叶绿体特异性类胡萝卜素（如紫黄质、叶黄素、β-胡萝卜素），随着果实的发育成熟这些类胡萝卜素发生了降解。不同的是，黑果枸杞果实中没有检测到新的类胡萝卜素成分合成，到果实成熟期已经基本上检测不到任何类胡萝卜素成分;而宁夏枸杞果实从变色期开始大量合成玉米黄素，到果实成熟期玉米黄素的含量达到最大值。　　2.2、宁夏枸杞和黑果枸杞果实中质体发育的差异　　通过对两种枸杞的果实细胞进行光镜观察发现，两者在青果期的果实中都含有大量的叶绿体。不同之处在于，在宁夏枸杞成熟期果实中观察到了大量橙色圆形的有色体，但是在黑果枸杞成熟果实中没有观察到有色体。质体发育的差异可能是黑果枸杞果实中不能积累类胡萝卜素的关键因素。　　2.3、宁夏枸杞和黑果枸杞中PSY1、CYC-B和CRTR-B2的酶功能相同　　非光合组织中的类胡萝卜素可以大量储存在有色体中。通过对两种枸杞中这三类蛋白在E.coli中的活性分析，检测黑果枸杞中有色体特异性的类胡萝卜素合成酶（PSY1、CYC-B和CRTR-B2）是否失活。结果显示，黑果枸杞中的这些蛋白与宁夏枸杞中的同源蛋白具有相同的酶活性。由此可见，黑果枸杞果实中类胡萝卜素积累的失败并非源于关键合成酶的失活。　　2.4、宁夏枸杞果实中玉米黄素的合成受到基因转录水平的调控　　通过对宁夏枸杞中类胡萝卜素生物合成相关基因的表达分析，发现类胡萝卜素生物合成相关基因转录水平的调控很好的解释了宁夏枸杞果实中玉米黄素的大量积累。随着果实的发育成熟，以下基因的表达量明显增加:DXS2、PSY1、PDS、ZDS、CRTISO、CYC-B和CRTR-B2。这些都是玉米黄素上游的生物合成基因。另外，LCY-E和ZEP的表达量随着果实的发育明显降低，这也正好解释了为什么在宁夏枸杞成熟果实中没有检测到α-胡萝卜素分支类胡萝卜素及玉米黄素下游类胡萝卜素的积累。　　2.5、黑果枸杞果实中发生持续的类胡萝卜素降解作用　　研究发现，黑果枸杞果实中几乎所有类胡萝卜素生物合成相关基因的表达量虽低但并不是零。这表明在黑果枸杞果实发育过程中仍旧有一定量的类胡萝卜素合成。质体的缺失及类胡萝卜素含量的逐渐降低都暗示了类胡萝卜素降解的持续发生。基因表达结果显示CCD4在黑果枸杞果实整个发育过程中都具有相当高的表达量，很好的解释了类胡萝卜素降解的猜测，但后续还需要CCD4的功能分析来进一步验证。